MỤC LỤC
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU.
1. TÊN ĐỀ TÀI
2. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI.
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
5. PHẠM VI, GIỚI HẠN ĐỀ TÀI.
Chương 1: TỔNG QUAN.
1.1. Thực trạng khuôn mẫu trên thế giới.
1.2. Thực trạng khuôn mẫu ở Việt Nam.
1.3 Tổng quan về khuôn ép nhựa.
1.3.1 Khái niệm chung về khuôn.
1.3.2 Phân loại khuôn ép nhựa.
1.3.3 Kết cấu chung của 1 bộ khuôn.
1.4 Tìm hiểu vật liệu nhựa.
1.4.1 Phân loại vật liệu nhựa.
1.4.2 Một số loại nhựa thông dụng.
a) Các loại nhựa gia dụng.
b) Các loại nhựa kỹ thuật.
1.4.3 Các thông số quan trọng của vật liệu nhựa.
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ GIÁ ĐỂ QUẦN ÁO ĐA NĂNG.
2.1 Giới thiệu sản phẩm.
2.2 Phân tích sản phẩm.
2.3 Vật liệu và màu sắc để chế tạo giá để quần áo đa năng.
Chương 3: THIẾT KẾ SẢN PHẨM.
Ý tưởng thiết kế.
3.1 Thiết kế sản phẩm.
3.1.1. Sản phẩm.
3.1.2 Tính thẩm mĩ cho sản phẩm.
3.1.3 Yêu cầu kỹ thuật.
3.2 Vật liệu, khối lượng, thể tích sản phẩm.
3.2.1 Vật liệu.
3.2.2 Đặc điểm.
3.2.2 Kiểm tra khối lượng cho sản phẩm.
3.3. Bề dày của sản phẩm.
3.3.1. Kiểm tra bề dày.
3.3.2. Ý nghĩa của việc kiểm tra bề dày của sản phẩm.
3.3.3. Kết luận.
CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY NHỰA (CAE) CHOSẢn Phẩm.
4.1. Tổng quan về CAE.
4.1.1. Các bước thao tác CAE của 1 người kỹ sư.
4.1.2. Các lĩnh vực ứng dụng nhiều đến CAE.
4.1.3. Những lợi ích của ứng dụng CAE trong công nghệ ép phun nhựa.
4.2. Sử dụng CAE để phân tích cho chi tiết.
4.2.1. Tìm vị trí cổng phun.
4.2.2. Phân tích dòng chảy nhựa cho sản phẩm.
4.2.3 Kết luận.
4.3 Tính toán bền cho khuôn.
Chương 5: THIẾT KẾ BỘ KHUÔN TRÊN PHẦN MỀM CREO3.0.
5.1 Thiết kế tách khuôn cho sản phẩm.
5.1.1 Tính toán lực kẹp của khuôn.
5.1.2 Thiết kế hệ thống dẫn nhựa.
5.1.3 Thiết kế lòng khuôn.
5.1.4 Hệ thống làm nguội.
5.1.5 Tách khuôn sản phẩm.
5.2 Thiết kế các tấm khuôn.
5.2.1 Tấm khuôn trên.
5.2.2 Tấm khuôn dưới.
5.2.3 Tấm kẹp trên.
5.2.4 Tấm kẹp dưới.
5.2.5 Gói đỡ phụ.
5.2.6 Gối đỡ.
5.2.7 Tấm giữ.
5.2.8 Tấm đẩy.
5.2.9 Vòng định vị
5.2.10 Bu lông bắt chặt
5.2.11 Bạc dẫn hướng.
5.2.12 Chốt dẫn hướng.
5.2.13 Ty đẩy.
5.2.14 Bu lông vòng.
5.2.15 Cò nước.
5.2.16 Bạc cuống phun.
5.3 Lắp ráp khuôn.
Chương 6: GIA CÔNG CÁC TẤM KHUÔN.
6.1 Gia công tấm khuôn trên.
6.1.1 Bản vẽ gia công.
6.1.2 Quy trình công nghệ.
6.1.3 Mô hình gia công.
6.2 Gia công tấm khuôn dưới
6.2.1 Bản vẽ gia công.
6.1.2 Quy trình công nghệ.
6.2.3 Mô hình gia công.
6.3 Gia công gối đỡ.
6.3.1 Bản vẽ gia công.
6.3.2 Quy trình công nghệ.
6.3.3Mô hình gia công gói đỡ.
6.4 Gia công Tấm kẹp trên.
6.4.1 Bản vẽ gia công.
6.4.2 Quy trình công nghệ.
6.4.3 Mô hình gia công.
6.5 Gia công Tấm kẹp dưới .
6.5.1 Bản vẽ gia công.
6.5.2 Quy trình công nghệ.
6.5.3 Mô hình gia công.
6.6 Gia công Tấm Đẩy.
6.6.1 Bản vẽ gia công.
6.6.2 Quy trình công nghệ.
6.3.3 Chi tiết sau khi gia công.
6.7 Gia công Tấm Giữ.
6.7.1 Bản vẽ gia công.
6.7.2 Quy trình công nghệ.
6.7.3 Mô hình gia công.
Chương 7: ĐÁNH BÓNG , LẮP RÁP KHUÔN VÀ ÉP THỬSẢN PHẨM.
7.1 Đánh bóng khuôn.
7.1.1 Máy mài tay.
7.1.2 Các kiểu đầu đá mài .
7.1.3 Giấy nhám và các loại dũa.
7.1.4 Bánh đánh bóng và đá mài tay.
7.1.5 Đánh bóng khuôn.
7.2 Lắp ráp khuôn.
7.2.1 Các điều cần chú ý trước khi lắp ráp.
7.2.2 Lắp ráp khuôn.
7.3 Ép thử.
7.3.1 Tổng quan về máy ép phun.
7.3.2 Ép thử.
Chương 8: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦAĐỀ TÀI.
8.1. Kết quả đạt được.
8.2. Hướng phát triển của đề tài.
PHỤ LỤC.
TÀI LIỆU THAM KHẢO.
LỜI CÁM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài, chúng em đã cố gắng học hỏi, tìm hiểu tài liệu tham khảo, khảo sát thực tế và dưới sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn, đến nay đề tài đã được hoàn thành.
Nhưng do thời gian, năng lực và sự hiểu biết còn hạn chế, tuy đã có nhiều cố gắng xong nội dung của đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót nhất định. Chúng em rất mong được sự góp ý và chỉ bảo chân thành của quý thầy cô giáo và các bạn sinh viên để cho đề tài càng hoàn thiện hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Bộ môn công nghệ chế tạo máy, khoa công nghệ Cơ khí, Trường Đại Học Công Nghiệp Thực Phẩm Thành Phố Hồ Chí Minh đã cho chúng em được làm đề tài mang tính thực tiễn này. Đặc biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Th.S. ……………. đã bỏ nhiều thời gian quý giá của thầy để tận tình giúp đỡ và hướng dẫn chúng em thực hiện thành công đề tài này.
Chúc sức khỏe quý thầy cô!
TP HCM, Ngày…tháng…năm 20…
Sinh viên thực hiện
…………………
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Thực trạng khuôn mẫu trên thế giới
Trên thế giới, cuộc cách mạng về máy tính điện tử đã có tác động lớn vào nền sản xuất công nghiệp. Đặc biệt trong ngành chế tạo khuôn mẫu hiện đại, công nghệ thông tin (CNTT) đã được ứng dụng rộng rãi, để nhanh chóng chuyển đổi các quá trình sản xuất theo kiểu truyền thống sang kiểu sản xuất công nghệ cao (CNC); nhờ đó các giai đoạn thiết kế và chế tạo khuôn mẫu từng bước được tự động hoá. (CAD/CAM – trong đó: CAD là thiết kế với sự trợ giúp của máy tính điện tử; CAM là sản xuất với sự trợ giúp của máy tính điện tử, còn gọi là gia công điều khiển số).
Các nước có nền công nghiệp tiên tiến như: Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan...đã hình thành mô hình liên kết tổ hợp, để sản xuất khuôn mẫu chất lượng cao, cho từng lĩnh vực công nghệ khác nhau:
+ Chuyên thiết kế chế tạo khuôn nhựa, khuôn dập nguội, khuôn dập nóng, khuôn đúc áp lực, khuôn ép chảy, khuôn dập tự động ...
+ Chuyên thiết kế chế tạo các cụm chi tiết tiêu, chuẩn phục vụ chế tạo khuôn mẫu như: Các bộ đế khuôn tiêu chuẩn, các khối khuôn tiêu chuẩn, trục dẫn hướng, lò xo, cao su ép nhăn, các cơ cấu cấp phôi tự động ...
+ Chuyên thực hiện cac dịch vụ nhiệt luyện cho các công ty chế tạo khuôn.
+ Chuyên cung cấp các dụng cụ cắt gọt để gia công khuôn mẫu.
1.2. Thực trạng khuôn mẫu ở Việt Nam
Trong vòng mười năm trở lại đây, ngành nhựa trở thành ngành có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất trong cả nước. Sản phẩm nhựa Việt Nam đã có mặt trên 40 quốc gia và vẫn không ngừng tăng trưởng. Ngành nhựa phát triển lớn mạnh kéo theo sự ra đời của nền công nghiệp khuôn mẫu để hỗ trợ là điều tất yếu. Chính điều này đã tạo nên một cơ hội cũng như những thách thức cho đội ngũ các kỹ sư trong lĩnh vực khuôn mẫu.
1.3 Tổng quan về khuôn ép nhựa
1.3.1 Khái niệm chung về khuôn
Khuôn là dụng cụ (thiết bị) dùng để tạo hình sản phẩm theo phương pháp định hình, khuôn được thiết kế và chế tạo để sử dụng cho một số lượng chu trình nào đó, có thể là một lần và cũng có thể là nhiều lần.
1.3.2 Phân loại khuôn ép nhựa
- Theo số tầng lòng khuôn:
+ Khuôn 1 tầng
+ Khuôn nhiều tầng
- Theo loại kênh dẫn:
+ Khuôn dùng kênh dẫn nóng
+ Khuôn dùng kênh dẫn nguội
Chương 2
TỔNG QUAN VỀ GIÁ ĐỂ QUẦN ÁO ĐA NĂNG
2.1 Giới thiệu sản phẩm
Việc có nhiều quần áo sẽ làm cho chúng ta mất thời gian để sắp xếp lại chúng một cách ngăn nắp đặc biệt là những cửa hang thơi trang. Thế nhưng chỉ vài ngày sau, chúng lại trở thành một chồng quần áo nhăn nhúm như cũ. Cho dù bạn chỉ cố lấy một cái áo hay kéo thứ gì đó ở dưới kệ quần áo thì điều này cũng không thể tránh khỏi. Vậy bạn nên làm gì đây?
Đa số chúng ta là cảm thấy xếp quần áo thật mệt mỏi và vất vả khi mà chồng quần áo của bạn sẽ rối loạn và lộn xộn như cũ ngay khi rút một cái áo hay cái quần ra.
2.2 Phân tích sản phẩm
· Giá để quần áo đa năng là một giải pháp sắp xếp quần áo có thể giúp giữ đồ đạc của chúng ta gọn gàng, ngăn nắp và không bi lộn xộn mỗi khi lấy đồ.
Đây là cách nó hoạt động. Trước thời đại kỹ thuật số, chúng ta đã xem ảnh bằng cách lật album, giá để quần áo đa năng cũng tương tự như thế, chỉ có điều một đầu nó được giữ chắc bằng kim loại và được chất quần áo lên chứ không phải ảnh nữa. Hệ thống giá để quần áo đa năng sử dung đủ lực từ tính để giữ chắc giá quần áo của bạn nhưng vẫn giúp bạn lật dễ dàng giữa các giá để quần áo để lấy đồ mà không làm rối tinh cả chồng quần áo.
2.3 Vật liệu và màu sắc để chế tạo giá để quần áo đa năng
Bên cạnh việc tối ưu hóa việc sắp xếp quần áo và để có đươc không gian rộng thoáng. Giá để quần áo đa năng còn được sử dụng vật liệu chống vi khuẩn để có thể sử dụng lâu dài chứ không phải các sản phẩm rẻ tiền chỉ dùng được một. Do đó em quyết định chon nhựa PP (Poly Propylen)
Chương 3
THIẾT KẾ SẢN PHẨM
Ý tưởng thiết kế:
Dựa vào nhu cầu sử dụng:
- Dùng để đựng quần áo gấp sẵn sao cho khi chồng chất lên nhau không bị xê dịch.
Dễ dàng lấy quần, áo ra mà không làm xê dịch các quần áo chất phía trên và phía dưới.
- Sử dụng nam châm để định vị khi chất hoặc lấy đồ ra.
Sản phẩm cần phải nhỏ gọn để tiết kiệm diện tích khi sử dụng.
3.1 Thiết kế sản phẩm
3.1.1. Sản phẩm
Kích thước sản phẩm 340x255x15 (mm).
3.1.2 Tính thẩm mĩ cho sản phẩm
- Màu sắc phải phân bố đều.
- Bề mặt nhẵn bóng, không bị lõm do điền đầy không tốt.
- Không bị rỗ khí trên bề mặt sản phẩm.
- Không xuất hiện lỗ trống, vết nứt hay nếp gấp bề mặt.
3.1.3 Yêu cầu kỹ thuật
- Đảm bảo độ bền.
- Độ bóng không cao.
- Nhiệt độ làm việc (-200C-1400C).
- Làm việc trong điều kiện tải trọng nhẹ.
- Không bị xoắn, khe hở.
3.2 Vật liệu, khối lượng, thể tích sản phẩm
3.2.1 Vật liệu
Dựa vào yêu cầu về độ bền, tính thẩm mỹ và nhiệt độ làm việc đã nêu trên ta chọn nhựa PP ( PolyPropylene) là vật liệu để chế tạo sản phẩm.
3.2.2 Đặc điểm
· Trong suốt , không màu, dạng tinh thể, độ dai va đập kém, có độ bền kéo và độ ổn định nhiệt cao, khó dán…
· Tính chảy loãng tốt.
· Nhựa PP thường được ứng dụng trong các chi tiết rất lớn hay các chi tiết cực mỏng vì nó có độ bền mỏi rất tốt.
CHƯƠNG 4
PHÂN TÍCH MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY NHỰA (CAE) CHO SẢN PHẨM
4.1. Tổng quan về CAE
CAE là thuật ngữ viết tắt từ cụm từ “Computer Aided Engineering” tạm dịch sang tiếng việt là “ kỹ thuật phân tích dưới sự hỗ trợ của máy tính”. CAE là phương pháp thực nghiệm, tính toán , mô phỏng để tìm giải pháp thiết kế tối ưu nhất, giá rẻ nhất, thời gian nhanh nhất trên máy tính dựa trên các thuật toán mà các nhà thiết kế phần mềm lấy làm cơ sở.
4.1.1. Các lĩnh vực ứng dụng nhiều đến CAE
· Khuôn nhựa
· Khuôn dập
· Khuôn đúc
· Khuôn rèn
4.1.2. Những lợi ích của ứng dụng CAE trong công nghệ ép phun nhựa
- Do tính tin cậy của kết quả CAE, có thể chỉ ra vấn đề tìm ẩn trong ép phun và thiết kế, đề ra phương pháp sửa đổi thiết kế, hướng giải quyết trở ngại và phương pháp khả thi.
- CAE có thể chỉ ra các nhân tố chủ yếu ảnh hưởng chất lượng ép phun, từ đó cung cấp tham số sửa đổi thiết kế, tham số ép phun và chỉ tiêu định lượng.
- CAE có thể giúp người sử dụng nhanh chóng nắm bắt vật liệu mới, quy trình mới, thiết kế mới và phương pháp ép phun, có hiệu quả và nhanh chóng tích lũy kinh nghiệm thiết kế chuẩn và hiểu biết về ép phun
- CAE có thể ở giai đoạn thiết kế có thể thực hện trên máy vi tính đối với các phương án sửa đổi thiết kế tiến hành đánh giá, nhận định và tối ưu hóa, giảm thời gian, giá thành thử khuôn, rút ngắn chu trình thử khuôn, rút ngắn thời gian sản xuất sản phẩm và thời gian đưa ra thị trường , hao phí tiền bạc trong các công đoạn. CAE có thể trợ giúp người ép phun dự đoán và nắm bắt thông số ép phun ảnh hưởng chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa điều kiện gia công.
4.2. Sử dụng CAE để phân tích cho chi tiết
4.2.1. Tìm vị trí cổng phun
Việc xác định cổng phun tốt nhất cho sản phẩm nhựa là rất quan trọng. Nó là 1 nhân tố ảnh hưởng tới việc có cân bằng được dòng chảy hay không, giảm thiểu hay tăng các khuyết tật cho sản phẩm…
4.2.3 Kết luận
Qua quá trình phân tích CAE giúp người dùng giảm đưa ra các phương án tối ưu trong khoảng thời gian ngắn nhất. CAE giúp người dùng nắm bắt được các thông số ban đầu mặc khác rút ngắn thời gian thử khuôn theo cách truyền thống rất nhiều đem lại hiệu quả về mặt kinh tế và thời gian.
4.3 Tính toán bền cho khuôn
Đây là sơ đồ kết cấu chung của khuôn ép nhựa, tuy nhiên do nhóm đã dùng 1 loại vật liệu để gia công khuôn, nên kết cấu khuôn của nhóm không có tấm đỡ mà thay vào đó là 2 gói đỡ phụ để tăng độ bền cho kết cấu khuôn.
- Áp suất bơm: 180Mpa
- Modun đàn hồi của thép C45 E= 200x109 Pa
- Kích thước sản phẩm 320x255mm
- Diện tích vùng gia công S= 0.32x0.255= 0.0816 (m2)
Ta có: W.L3/ 384EI
Vì thế:
- W là tổng tải trong: W= 180.0,0816 = 14,6 MN
- L = 260mm
- Z = πd3/32 =π .0,13/32 =9,8.10-5 m3
- I = πd4/64 = π. 0,14/64 =4,9.10-6 m4
Với d là chiều cao cũng như là dường kính của gói đỡ
Do đó Fmax = W.L/12Z =14,6.0,26/12.9,8.10-5 = 3227 MPa
Độ cong = WL3/ 384EI = 14,6. 106.0,263/ 384.200.109.4,9.10-6 = 6.8.10-4 m = 0,68mm
Vậy với độ cong cho phép lớn nhất là 0,7mm thì nhóm tính được chiều cao của gói đỡ phụ là 100mm. Do đó nhóm sẽ chọn chiều cao thiết kế cho gói đỡ phụ là d=100mm.
Chương 5
THIẾT KẾ BỘ KHUÔN TRÊN PHẦN MỀM CREO3.0
5.1 Thiết kế tách khuôn cho sản phẩm
5.1.1 Tính toán lực kẹp của khuôn
· Lực kẹp khuôn cần thiết.
FK > (S xP).
Trong đó :
+ S : diện tích hình chiếu của sản phẩm theo hướng kẹp khuôn
+ P : áp suất trung bình trong khuôn
S = (32x25.5) = 816 cm2
P = 10 Mpa = 1000 N/cm2
Fk > 816 x 1800 =81600N = 81.6 tấn.
Ta thấy bằng với phân tích moldflow là 115 tấn.
· Lực mở khuôn : lấy theo kinh nghiệm , lực mở khuôn phải nhỏ hơn lực đóng khuôn 15%
Fm = FK – 15%FK = 81.6 x 85% = 69,4 (Tấn)
· Khoảng mở khuôn : lấy bằng 1.5 lần chiều cao của chi tiết theo hướng mở khuôn
Hmở = 15 x 1,5 =22.5 (mm)
5.2.1 Thiết kế hệ thống dẫn nhựa
Hệ thống dẫn nhựa trong khuôn làm nhiệm vụ đưa nhựa từ vòi phun của máy ép phun vào các lòng khuôn. Hệ thống này gồm : Cuống phun, kênh dẫn , miệng phun. Thông thường trong thiết kế người ta thiết kế kênh dẫn và miệng phun trước rồi mới đến cuống phun vì kích thước của cuống phun phụ thuộc vào kích thước kênh dẫn và miệng phun.
Chương 6
GIA CÔNG CÁC TẤM KHUÔN
6.1 Gia công tấm khuôn trên
Phôi : 420x360x 50mm
Vật liệu : Thép C45
6.2 Gia công tấm khuôn dưới
Phôi : 420x360x 80mm
Vật liệu : Thép C45
6.7 Gia công Tấm Giữ
Kích thước 140x200x 20mm
Vật liệu C45
Chương 7
ĐÁNH BÓNG, LẮP RÁP KHUÔN VÀ ÉP THỬ SẢN PHẨM
7.1 Đánh bóng khuôn
Đánh bóng khuôn là công việc sau cùng trước khi lắp ráp khuôn.Việc đánh bóng khuôn hết sức quan trọng vì nó ảnh hưởng tới sự thoát khuôn, nâng cao tuổi bền cho khuôn và tính thẩm mĩ của sản phẩm.
7.2 Lắp ráp khuôn
7.2.1 Các điều cần chú ý trước khi lắp ráp
Trước khi tiến hành lắp ráp cần đảm bảo 1 số yêu cầu sau :
· Có đầy đủ dụng cụ phục vụ cho quá trình lắp ráp như : vít lục giác, bu lông , đai ốc. palăng , cần cẩu ( nếu khuôn nặng
· Các bộ phận của khuôn phải đầy đủ và đã đạt độ chính xác theo yêu cầu.
· Lau chùi sạch sẽ các bộ phận trước khi lắp
· Bản vẽ lắp và bản vẽ chi tiết của các bộ phận
7.2.2 Lắp ráp khuôn
· Lắp nữa khuôn cố định
- Lắp 4 chốt dẫn hướng
- Lắp tấm kẹp trên
- Lắp bạc cuống phun và chốt chống xoay
- Lắp vòng định vị
Chương 8
KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
8.1. Kết quả đạt được
Sau một thời gian nghiên cứu đề tài với sự giúp đỡ tận tình của thầy: Th.S ………….., đề tài đã đạt được những kết quả sau:
+ Đề tài đã đưa ra được tình hình khuôn mẫu trên thế giới và ở Việt Nam. Đưa ra được cơ sở thiết kế khuôn, các bộ phận của khuôn, các loại khuôn và nguyên lý hoạt động.
+ Đề tài cũng đưa ra được việc thiết kế khuôn tổng thể, cách lắp ráp các chi tiết vào khuôn
+ Lập quy trình công nghệ gia công lòng, lõi khuôn, từ đó đưa ra chương trình NC để gia công.
Đề tài cũng đưa ra mô hình khuôn ép và sản phẩm ép nhựa
+ Sau khi hoàn thành xong đề tài đã sử dụng được hai phần mềm Catia, MasterCam.
8.2. Hướng phát triển của đề tài
Mặc dù đã rất cố gắng để đạt được những kết quả như mong muốn, nhưng do thời gian, kiến thức và kinh phí còn hạn chế nên đề tài đã có mô hình và sản phẩm nhưng chưa hoàn chỉnh so với tiêu chí ban đầu đặt ra. Do đó hướng phát triển tiếp theo của đề tài là: Cần hoàn thiện phần còn lại của đề tài đó chính là cách lắp sản phẩm cố định lên tường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Giáo trình thiết kế và chế tạo khuôn phun ép – TS. Phạm Sơn Minh và Ths. Trần Minh Thế Uyên
2. Lê Trung Trực – Hướng dẫn thực hành Pro/ creo thiết kế khuôn căn bản.
3. Nguyễn Hữu Lộc – sổ tay công nghệ chế tạo máy 1.
4. https://www.google.com.vn/search?tbm=isch&q=m%C3%A1y+m%C3%A0i+tay
5. https://www.google.com/search?q=dá+mài.
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"